燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺制造技术

本发明专利技术公开一种燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺，采用变加速工艺拉削燃气轮机转子轮盘榫槽，采用变化的拉削速度完成整个刀盒行程进给过程，从进刀到出刀方向依次为低速进给区、变速进给区、高速进给区；所述低速进给区是匀速进给区，所述变速进给区是线性高加速度进给区，所述高速进给区是线性低加速度进给区。所述变速进给区起始点满足如下关系：A＝W+n

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺


[0001]本专利技术涉及燃气轮机转子的制造方法，具体涉及燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺。

技术介绍

[0002]燃气轮机转子一般由轮盘叠装而成，为保证单件轮盘叶根装配用榫槽制造精度，业界普遍采用拉削的工艺方法进行榫槽加工，轮盘榫槽结构如图1所示。燃机轮盘材质大由合金钢、不锈钢或高温合金制备；榫槽多为燕尾型(压气机)或圣诞树型(透平)，榫槽在轮盘外圆以倾斜直线形式圆周均匀分布。
[0003]大型轮盘榫槽拉削加工普遍采用立式拉床。拉削时，轮盘通过夹具固定于拉床摇篮内，拉削刀具自上而下进行单自由度直线进给对轮盘实施成型加工。拉刀各段成套安装于刀盒内部，各段拉刀含多个切削刃，各切削刃刃口高度随拉削方向递增，以此实现刀具的持续进给。
[0004]轮盘榫槽拉削时，存在刀具刃口更替切入的特性，导致稳定拉削过程中伴随着切削力的规律变化，迫使拉削系统极易受激产生高频共振，严重影响拉削效率及质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的，为了克服现有技术的缺点，提供一种轮盘榫槽的变加速拉削工艺方法，其技术解决方案是：
[0006]一种燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺，采用变加速工艺拉削燃气轮机转子轮盘榫槽。
[0007]所述变加速工艺采用变化的拉削速度完成整个刀盒行程进给过程，从进刀到出刀方向依次为低速进给区、变速进给区、高速进给区；所述低速进给区是匀速进给区，所述变速进给区是线性高加速度进给区，所述高速进给区是线性低加速度进给区。
[0008]所述变速进给区起始点满足如下关系：
[0009]A＝W+n
×
P+P
÷
2(n≥1)
[0010]式中：A
‑
变速进给区起始点；
[0011]W
‑
轮盘榫槽拉削厚度；
[0012]P
‑
拉刀的齿距。
[0013]所述变速进给区的区间长度同时满足条件：
[0014](V
高
‑
V
低
)
÷
B≤20
‑‑‑‑‑‑‑‑‑①
[0015]B≤Min(L
单段
、1.5W)
‑‑‑‑‑‑②
[0016]式中：V
高
—高速区拉削平均速度；
[0017]V
低
—低速区拉削速度；
[0018]L
单段
—单段拉刀长度。
[0019]本方法的有益效果:
[0020](1)业界首创：轮盘榫槽变加速拉削工艺方法为业界首创，具有技术开拓性。
[0021](2)通用性强：该工艺方法可覆盖全系列拉刀，包括直齿粗拉刀、半精拉刀及精拉刀，在现有条件下仅需调整拉削数控程序即可实现，方法通用，易操作、易实现。
[0022](3)经济性好：该工艺方法可在不改变原有刀具方案及拉床配置的前提下，完成拉削效率提升和安全性提升，降低轮盘榫槽拉削周期及成本。
[0023](4)加工效率高：使用该工艺方法后可提升平均拉削线速度1.5～2倍，轮盘榫槽拉削周期缩短40％以上，加工效率提升效果明显。
附图说明
[0024]图1是燃机轮盘榫槽结构示意图
[0025]图2是轮盘榫槽拉削系统示意图
[0026]图3是榫槽拉刀安装示意图
[0027]图4是拉刀变速拉削分区示意图
[0028]图5是变速区间起始点及长度示意图
[0029]图6是拉削速度与拉刀各区的对应关系示意图
[0030]图1中标号:1.轮盘本体，2.轮盘榫槽；
[0031]图2中标号:1.拉刀刀盒,2.拉刀，3.燃机轮盘，4.轮盘夹具，5.拉床工作台，6.拉床摇篮；
[0032]图3中标号:1.拉刀刀盒，2.拉刀；
[0033]图4中标号:1低速区，2变速区，3高速区；
[0034]图5中标号:W轮盘榫槽拉削厚度、P拉刀齿距、B(变速进给区)区间长度、A(变速进给区)起始点。
具体实施方式
[0035]轮盘榫槽通过拉床(立式或卧式)，采用拉刀进行加工。
[0036](2)工艺方法适用条件
[0037]适合拉削加工轮盘燕尾型或圣诞树型榫槽。
[0038](3)轮盘榫槽加工技术要求
[0039]为保证榫槽拉削加工的可操作性和高效性，该工艺方法须满足以下要求：
[0040]·
实现方法简单，操作难度低、不需额外增加辅助工具及刀具；
[0041]·
方法实施便捷，拉削加工过程可靠；
[0042]·
通用性好，可满足不同规格榫槽型线拉削加工；
[0043]·
柔性化程度高，可通过改变工艺参数，实现多材料轮盘榫槽拉削加工覆盖；
[0044]·
可显著改善拉削振动、提高榫槽加工效率及质量；
[0045]·
不存在任何具有风险性的操作，不影响工人的正常工作。
[0046]下面结合附图详细说明本专利技术轮盘榫槽变加速拉削工艺方法：
[0047]1、变速拉削工艺方法整体流程
[0048]轮盘榫槽拉削工艺过程如图2所示，拉削系统主要由拉削刀具(图2、图3，件1、2)、轮盘(图2，件3)、轮盘夹具(图2，件4)、拉床本体(图2，件5、6)共同组成。拉削刀具(图2、图3，
件1、2)：各拉刀采用分段式，按一定顺序依次安装在拉刀盒内部、首尾相接。拉刀通过刀盒内部凹槽进行配合定位，并由凹槽侧楔形螺钉紧固。拉削时刀具自上而下直线进给，完成单槽拉削后快速回位，准备下次进给。
[0049](1)轮盘夹具(图2，件4)：借由销钉及止口，通过压环将燃机产品轮盘进行夹紧及定位，其底部与拉床工作台刚性联接。
[0050](2)拉床本体(图2，件5、6)：拉床工作台(图2，件5)安装在拉床摇篮(图2，件6)滑枕上，带动刚性联接于其上的夹具及轮盘实现不同榫槽间的角度分度旋转。拉床摇篮(图2，件6)安装于机床基础上，通过弧形滑枕带动燃机轮盘(图2，件3)、轮盘夹具(图2，件4)及拉床工作台(图2，件5)圆周滑动，进行榫槽斜度补偿，匹配拉削刀具的竖直往复进给。
[0051]2、刀具变速拉削分区说明，参见图4
[0052]轮盘榫槽变加速拉削方法的实施，首先需要对拉削刀具进行拉削速度的分区规划(如图4所示)。不同于常规的匀速拉削，该工艺方法采用变化的拉削速度完成整个刀盒行程进给过程，从进刀到出刀方向依次为低速进给区(图4，区域1)、变速进给区(图4，区域2)、高速进给区(图4，区域3)。
[0053](1)低速进给区(图4，区域1)。拉刀刚切入工件区域。此时切削力呈阶跃式增长，其对拉削系统激振不明显，无需考虑异常振动；另一方面，为保证刀具的有效切入，采用了较低的切削参数。
[0054](2)变速进给区(图4，区域2)。拉削参数快速变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺，其特征在于，采用变加速工艺拉削燃气轮机转子轮盘榫槽。2.如权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺，其特征在于，所述变加速工艺采用变化的拉削速度完成整个刀盒行程进给过程，从进刀到出刀方向依次为低速进给区、变速进给区、高速进给区；所述低速进给区是匀速进给区，所述变速进给区是线性高加速度进给区，所述高速进给区是线性低加速度进给区。3.如权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘榫槽的拉削工艺，其特征在于，所述变速进给区起始点满足如下关系：A＝W+n
×
P+P
÷
2(n≥1)式中：A
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮楠，熊建坤，唐仕东，冯伟，张登才，杨达莉，刘健，周元禹，杨婷，程正，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：